(57)【要約】【課題】  地盤沈下時にはネガティブフリクションを低減できると共に、上部構造による荷重に対しては地盤沈下後も周面摩擦を十分に確保し得るネガティブフリクション対策用の杭を提供する。【解決手段】  杭１の外周に、所定値を超える下向きの力が作用する場合には下方に滑り、上向きの力が作用する場合には滑りが拘束される機構を有する外管２を具備することを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭の外周に、所定値を超える下向きの力が作用する場合には下方に滑り、上向きの力が作用する場合には滑りが拘束される機構を有する外管を設けたことを特徴とするネガティブフリクション対策杭。
【請求項２】
請求項１に記載のネガティブフリクション対策杭において、
杭の外周面には下方に向けて拡大する第１のネジ部を有し、前記外管の内周面には前記第１のネジ部と噛み合う上方に向けて拡大する第２のネジ部を有し、杭の外周に所定値を超える下向きの力が作用する場合には、前記第２のネジ部が前記第１のネジ部に対して下方に滑ることで前記外管が下方に滑ることを特徴とするネガティブフリクション対策杭。
【請求項３】
前記外管の外周面に拡大部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のネガティブフリクション対策杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネガティブフリクション対策用の杭に関し、特に周面摩擦による支持力を期待できるネガティブフリクション対策杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭が地盤沈下を生ずるような軟弱地盤を貫いて支持層まで達している場合、周囲の地盤が杭に対して相対的に沈下する結果、杭の外周面には杭を引きずり込むような下向きのネガティブフリクション（負の摩擦力）が働く。このような現象が生じると、杭の強度不足をきたし、杭の破壊や上部構造の不同沈下などの障害を生じることとなる。
【０００３】
従来は、ネガティブフリクションの対策として、杭の外周に周面摩擦低減材を塗布することが行われている。
【０００４】
周面摩擦低減材を塗布した杭は、ＳＬ（スリップレイヤーの略称）杭と称され、一般には、杭本体の両端部を除く外周面に、プライマー塗布層を介してアスファルトを塗布したすべり層（ＳＬコンパウド層）を形成し、その表面を表面保護材（ポリエチレンまたはウレタンエラストマー等）で保護したものとなっている。
【０００５】
また、特許文献１には、断面楔形のテープ状を成す被覆材を、楔形断面の拡大部を下方に向けて杭の外周に沿って螺旋状に巻き付け固定し、杭の外周面を杭の沈下方向に対しては摩擦力が大で、上方向に対しては摩擦力が小となる形状とすることにより、相対的にネガティブフリクションを低減したネガティブフリクション対策杭が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３１１８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＳＬ杭はネガティブフリクションの低減に効果があるものの、上部構造による荷重が作用したときも周面摩擦が低減し、杭の支持力が低下する問題がある。
【０００８】
一方、特許文献１に記載のネガティブフリクション対策杭では、杭の沈下方向に対する周面摩擦を比較的大きく確保することができるものの、一度地盤沈下が生じると周囲地盤と被覆材とが縁切れ状態となり易く、周面摩擦が低減する問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、地盤沈下時にはネガティブフリクションを低減できると共に、上部構造による荷重に対しては地盤沈下後も周面摩擦を十分に確保し得るネガティブフリクション対策杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく成された本発明のネガティブフリクション対策杭は、杭の外周に、所定値を超える下向きの力が作用する場合には下方に滑り、上向きの力が作用する場合には滑りが拘束される機構を有する外管を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のネガティブフリクション対策杭は、杭の外周面には下方に向けて拡大する第１のネジ部を有し、前記外管の内周面には前記第１のネジ部と噛み合う上方に向けて拡大する第２のネジ部を有し、杭の外周に所定値を超える下向きの力が作用する場合には、前記第２のネジ部が前記第１のネジ部に対して下方に滑ることで前記外管が下方に滑ることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のネガティブフリクション対策杭は、前記外管の外周面に拡大部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のネガティブフリクション対策杭によれば、地盤沈下によって地盤が杭を掴んで杭に圧縮の力が生じる場合には、外管が下方に滑り、ネガティブフリクションを解消することができる。それに加え、地盤沈下に伴って外管が下方に滑るため、周囲地盤と外管とが縁切れ状態にならず、地盤沈下後も杭の周面摩擦が低減することがない。
【００１４】
また、本発明のネガティブフリクション対策杭によれば、杭の沈下によって周囲地盤より杭に上向きの摩擦力が作用する場合には、外管の滑りは拘束されるため、周面摩擦が低減することがなく、従来のＳＬ杭のように杭の支持力が低下することはない。
【００１５】
したがって、特に摩擦抵抗の大きい摩擦杭（節杭等）においては、極めて効果的にネガティブフリクション対策と共に周面摩擦による支持力の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のネガティブフリクション対策杭は、従来のネガティブフリクション対策杭（ＳＬ杭）のように杭と地盤との周面摩擦力を低減する方法とは全く逆に、地盤からの周面摩擦力を積極的に伝達する方法を採ると共に、ネガティブフリクションを効果的に吸収できる機構を設けたものである。
【００１７】
以下、本発明のネガティブフリクション対策杭の具体的な実施形態例を説明するが、本発明はかかる形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内での設計変更を許容するものである。
【００１８】
（第１の実施形態例）
図１は本実施形態例に係る杭本体の要部の外観を示し、図２は本実施形態例に係る外管の断面図を示している。また、図３は、図１の杭に図２の外管を装着した状態を示しており、外管については断面図で表している。
【００１９】
図１に示すように、杭１の外周面には、長さ方向の所定の範囲に亘って第１のネジ部１ａが形成されている。この第１のネジ部１ａは下方に向けて拡大する断面形状を有するものであり、例えば、楔形断面を有するコイル状のものをその楔形断面の拡大部を下側にして杭の外周に螺旋状に巻き付けて固定したり、鋼管杭の場合には杭の製作時に圧延技術を用いて形成することもできる。
【００２０】
一方、図２に示すように、外管２の内周面には、長さ方向の所定の範囲に亘って第２のネジ部２ａが形成されている。この第２のネジ部２ａは、杭１の第１のネジ部１ａと噛み合う上方に向けて拡大する断面形状を有している。
【００２１】
また、外管２の上下端の内周面には凸部２ｂが形成されている。この凸部２ｂは、外管と杭との間に粘土、土砂等が侵入するのを防止する手段として機能するものであれば、その断面形状等は特に限定されるものではない。
【００２２】
さらに、外管２の外周面には断面半円状の凸部２ｃが形成されている。この凸部２ｃは、地盤との周面摩擦力を効果的に伝達させる手段として機能するものであれば、その断面形状等は特に限定されるものではない。また、必ずしも外管の全周及び全長に亘って形成する必要はなく、例えば所定の領域に分散して形成しても良い。
【００２３】
上記の外管２は、図３に示すように、第２のネジ部２ａが杭１の第１のネジ部１ａと噛み合うようにして杭１の外周に装着される。前述のように、杭１の第１のネジ部１ａは下方に向けて拡大する断面形状を有し、外管２の第２のネジ部２ａは上方に向けて拡大する断面形状を有するため、本例の杭１と外管２の連結構造は、外管２の外周面に作用する下方向の力に対しては相対的に小さな抵抗を示し、外管２の外周面に作用する上方向の力に対しては相対的に大きな抵抗を示す。
【００２４】
このため、第１のネジ部１ａ及び第２のネジ部２ａの大きさ（ネジ部の傾斜角度及びピッチ等）を適宜設計することにより、外管２の外周面に所定値を超える下向きの力が作用する場合には、第１のネジ部１ａと第２のネジ部２ａとの間で滑りが生じて外管２が下方に滑るように構成することができる。一方、外管２の外周面に作用する上方向の力に対しては大きな抵抗を示すことにより、外管２の上方への滑りを拘束するように構成することができる。
【００２５】
したがって、地盤が外管２を装着している杭１を掴んで沈下する場合（ネガティブフリクションによって外管２の外周面に下向きの力が作用する場合）には、例えば杭１が許容圧縮応力に達する前に図４に示すように外管２が下方に滑り、ネガティブフリクションを解消して、杭の破壊を未然に防止することができる。
【００２６】
一方、杭の沈下によって周囲地盤より杭に上向きの摩擦力が作用する場合（外管２の外周面に上向きの力が作用する場合）には、外管２の上方への滑りは拘束されているため、周面摩擦が低減することがなく、従来のＳＬ杭のように杭の支持力が低下することはない。さらに、前記のように地盤沈下に伴って周囲の地盤と共に外管２が下方に移動するため、地盤沈下後も周囲地盤と外管２とが縁切れ状態にならず、周面摩擦による杭の支持力は地盤沈下後もそのまま保持される。
【００２７】
以上のように、本例のネガティブフリクション対策杭によれば、地盤沈下時にはネガティブフリクションを低減できると共に、上部構造による荷重に対しては地盤沈下後も周面摩擦による支持力を十分に発揮することができる。
【００２８】
なお、地盤沈下が生じるような軟弱な地盤に施工される基礎杭は、通常、杭の先端が強固な支持層に達するように埋設されるため、外管２は杭１の全長に亘って装着する必要はなく、地盤沈下によってネガティブフリクションが生じる層にのみ設けることで所定の効果を得ることができる。
【００２９】
（第２の実施形態例）
本例の外管の断面図を図５に示す。本例は、外管２の外周面に節部（拡大部）２ｅを設け、本発明のネガティブフリクション対策杭を節杭に適用したものであり、その他の構成は第１の実施形態例と同様である。
【００３０】
軟弱地盤や盛土埋め立て地などの地盤条件の悪い敷地に構造物を構築する際、周面摩擦力による支持力の増大を図るために、杭軸方向、即ち深度方向に複数の拡大部（節部）を所要間隔毎に設けた所謂節杭を埋設する工法がある。この場合、地盤沈下によるネガティブフリクションの影響は大きくなり、杭の圧縮破壊や曲げ破壊を生じたり、上部構造の不同沈下などの障害を生じる問題がある。
【００３１】
一方、本例のネガティブフリクション対策杭では、地盤沈下に伴って外管が下方に滑るためネガティブフリクションを低減できると共に、上部構造による荷重に対しては大きな周面摩擦力によって杭の支持力を増大せしめることができ、さらに、前記のように地盤沈下に伴って周囲の地盤と共に外管が下方に移動するため、地盤沈下後もそのまま大きな周面摩擦力を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係る杭本体の要部の外観を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態例に係る外管の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態例に係る杭と外管の装着状態を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態例において外管が滑った後の状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態例に係る外管の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  杭
１ａ  第１のネジ部
２  外管
２ａ  第２のネジ部
２ｂ  粘土、土砂等の侵入防止用の凸部
２ｃ  周面摩擦力を伝達するための凸部
２ｅ  節部（拡大部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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